Aliuminis buvo dedamas į skystą gyvsidabrį. Fizikos testas „Archimedo jėga ir plūduriuojančių kūnų sąlygos“ (7 kl.). Aliuminio ir gyvsidabrio sąveikos chemija

Yra daug priežasčių, kodėl jokiu būdu neturėtumėte elgtis su gyvsidabriu. Jis ne tik toksiškas ir gali sukelti žmonių emocinius bei psichikos sutrikimus, bet ir sukelti aliumininės orlaivio konstrukcijos sunaikinimą bei lėktuvo katastrofą! Kaip tai gali būti?

Aliuminio oksidas ir geležies rūdys

Aliuminis šiais laikais naudojamas visur – nuo ​​alaus skardinių iki lėktuvų. Esmė ta, kad aliuminis yra geras pasirinkimas tarp kitų medžiagų daugeliu atvejų. Jis yra lengvas, patvarus ir turi dangą, kurios kietumas gali prilygti tik deimantui. Geležis – tiksliau plienas – turi didelį stiprumą ir dar nepakeičiamas, pavyzdžiui, statybose. Tačiau jei kiekvieną dieną priversite šį geležinį plieną skristi jūra, jis greitai surūdys. Kai geležis rūdija, ji susijungia su deguonimi. Tokiu atveju lygintuvas virsta šviesiais raudonais dribsniais, kurie lengvai nusilupa nuo lygintuvo paviršiaus. Skirtingai nuo geležies, aliuminis reaguoja su deguonimi ir susidaro aliuminio oksidas – neįtikėtinai kieta medžiaga, kurią labai sunku subraižyti.

Didelis geležies ir aliuminio elgsenos skirtumas sąveikaujant su deguonimi tik patvirtina šią mintį, kad „chemija yra raganavimas“. Aliuminio oksidas nesisluoksniuoja aliuminio, kaip rūdys nuo geležies. Vietoj to, aliuminio oksido plėvelė užsandarina likusį aliuminį ir apsaugo nuo tolesnio rūdijimo. To reikia aliuminio konstrukcijai, kuri skraido ore ir dažnai virš jūrų bei vandenynų.

Gyvsidabris ir šviežias aliuminis

Gyvsidabris sulaužo visą tą nuostabų aliuminio tobulumą. Arba bent jau jis gali sulūžti, jei naujai įbrėžė aliuminio dalį. Jei taip atsitiks, gyvsidabris aktyviai jungiasi su aliuminiu, išplėšdamas jį iš aliuminio konstrukcijos. Žinoma, kai aliuminis ir gyvsidabrio amalgama yra veikiami oro, aliuminis iš karto susijungia su deguonimi ir susidaro toks pat itin stiprus aliuminio oksidas. Tiesiog visa tai vyksta netinkamoje vietoje augančių plunksnų ir stulpų, kylančių iš skysto gyvsidabrio, pavidalu.

Šis aliuminio oksido išsiskyrimas nuo pradinio įbrėžimo leidžia gyvsidabriui prasiskverbti pro aliuminį, kol visas gyvsidabris išgaruoja į orą. Todėl net nedideli gyvsidabrio kiekiai gali padaryti didelę žalą.

Kaip gyvsidabris valgo aliuminį

Na, tikrai ne! Gyvsidabris prasiskverbia į apsauginį aliuminio oksido sluoksnį ir leidžia aliuminiui oksiduotis labai dideliu greičiu. Gyvsidabris leidžia aliuminio paviršiui nuolat liestis su oru ir užtikrina nenutrūkstamą aliuminio oksido susidarymo procesą. Atrodo, kad gyvsidabris iš tikrųjų valgo aliuminį.

Žinoma, normaliomis sąlygomis tai neįvyksta, nes ant atviro aliuminio paviršiaus akimirksniu susidaro aliuminio oksido plėvelė, kuri apsaugo aliuminį nuo tolesnės oksidacijos. Gyvsidabris slopina oksido plėvelės susidarymą ir sukuria tokį baisų vaizdą, kaip aliuminį valgo gyvsidabris, kuris parodytas.

Reakcijos mechanizmas

Aliuminio ir gyvsidabrio reakcijos mechanizmas yra labai sudėtingas. Spontaniška reakcija vyksta tarp gyvsidabrio plėvelės, aliuminio, drėgmės ir oro deguonies (pav.). Nors gyvsidabris netirpsta aliuminyje, aliuminis šiek tiek tirpsta gyvsidabriu (0,002% kambario temperatūroje). Kai gyvsidabris sudrėkina aliuminio paviršių, jis palaiko paviršių aktyvuotą, kad ant jo nesusidarytų oksido sluoksnis. Aliuminis ištirps gyvsidabrie ir susilietus su oru oksiduosis.

Šios reakcijos metu gyvsidabris nesunaudojamas, todėl jai prasidėjus, ji iš esmės niekada nesiliaus.

Paveikslas – gyvsidabrio poveikis aliuminiui

Aliuminio ir gyvsidabrio sąveikos chemija

Jei ant aliuminio nėra oksido sluoksnio, gyvsidabris su juo sudaro amalgamą - aliuminio ir gyvsidabrio lydinį. Šviežias aliuminis, kurio paviršius yra amalgama, smarkiai reaguoja su oro drėgme – jis reaguoja labai aktyviai, ypač dienomis, kai yra didelė drėgmė:

Al(s) + 3H 2O(l) => Al(OH 3) (s) + 3/2 H2 (g)
H= -418 kJ/mol.

Testas sudarytas trimis versijomis. Atsakymai pridedami. Atliekant darbą, mokiniams reikia pateikti tankių lentelę. Rengiant testą buvo naudojamos užduotys iš V. G., Razumovskio ir R. F. redaguotos knygos „Studentų žinių tikrinimas fizikoje“. Krivošapova.

Peržiūrėkite dokumento turinį
„Fizikos patikrinimas „Archimedo jėga ir plūduriuojančių kūnų sąlygos“ (7 klasė)“

Fizikos testas 7 klasės mokiniams

Archimedo jėga ir kūnų plūduriavimo sąlygos

ašvariantas

1. Nustatykite plūduriuojančią jėgą, veikiančią 0,5 m 3 tūrio akmenį, esantį vandenyje.

2. Kokią jėgą reikia taikyti, kad plieninis bėgelis, kurio tūris 0,7 m 3, būtų laikomas vandenyje?

3. Į indą supilami trys nesimaišantys skysčiai: vanduo, spiritas, gyvsidabris. Kokia tvarka jie išdėstyti? Pagrįskite savo atsakymą.

IIvariantas

1. Į vandenį panardinamas 10 dm2 tūrio granito gabalas. Kokią jėgą reikia pritaikyti, kad jis išliktų vandenyje?

2. Stačiakampio gretasienio formos blokas buvo panardintas į benziną. Jo matmenys 4x5x10 cm.Nustatykite bloką veikiančią plūduriuojančią jėgą.

3. Aliuminio 1, plieno 2 ir platinos 3 vienodo tūrio rutuliukai buvo patalpinti į skystą gyvsidabrį. Kaip rutuliukai išsidėstys skystyje?

IIIvariantas

1. 80 cm 3 tūrio medinis blokas plūduriuoja ant žibalo paviršiaus, pusiau panardintas į jį. Kas jį veikia Archimedo jėga?

2. Granito akmuo, pritvirtintas prie dinamometro spyruoklės, panardinamas į vandenį. Trinkelės tūris 0,004 m3. Kokią jėgą rodo dinamometras?

3. Kuriame vandenyje lengviau plaukti: jūroje ar upėje? Kodėl?

№ užduotys
1 variantas			viršuje – alkoholis tada vanduo apačioje – gyvsidabris
2 variantas			beveik visa tai išplauks – 1 pusiau panardintas – 2 nuskęs – 3
3 variantas			Jūros vandenyje maudytis lengviau, nes... jis sūrus ir jo tankis didesnis, todėl F A didesnis.

Gyvsidabris kažkada buvo laikomas panacėja nuo visų ligų ir nemirtingumo eliksyru, tačiau jis taip pat buvo „senosios kepurės ligos“ priežastis. Merkurijus sugriautas Ivanas Rūstusis ir visam laikui nutraukė orlaivio eksploatavimą.

Toks sunkus, kad negaliu jo pakelti

Gyvsidabris yra medžiaga, turinti didelį savitąjį svorį ir didelį tankį. Jei bandysite net pakelti 10 litrų talpos kibirą, pripildytą gyvsidabrio, nepavyks. Pirmą kartą gyvsidabrio svorį išmatavo Robertas Boyle'as 1627 m., tačiau jo skaičiai vis dar teisingi: 1 litras gyvsidabrio atitinka maždaug 13,6 kilogramo, tuo pačiu skaičiumi gyvsidabrio tankis yra didesnis nei vandens tankis. Mūsų kūnas taip pat yra „apkrautas“ gyvsidabriu, tačiau jo kiekis yra nereikšmingas - 13 miligramų.

Talismanas

Dar prieš porą šimtmečių žmonės tikėjo, kad išgrynintą gyvsidabrį pavertus kieta medžiaga, jis gali virsti auksu. Tačiau jie dar labiau pasitikėjo magiškomis šios medžiagos savybėmis. Pavyzdžiui, Senovės Egipto žyniai kelis gramus gyvsidabrio įmesdavo į medinį ar granitinį indą ir įmesdavo į faraono mumijos gerklę – tikėjo, kad po mirties tai apsaugos jų valdovą. Paprasti egiptiečiai taip pat tikėjosi gyvsidabrio pagalbos, nešdami jo butelį kaip amuletą. Daugelis tikėjo ir vis dar tiki, kad gyvsidabris neša sėkmę, todėl šiais laikais gyvsidabrio talismanai nėra neįprasti. Jas naudoja žirgų lenktynių ir kortų žaidimų gerbėjai. Kad gyvsidabrio toksinės savybės nepakenktų sveikatai, medžiaga įdedama į muskato riešuto duobutę ir užsandarinama vašku. O tarp šiuolaikinių magų galite pamatyti stiklinius žiedus, kuriuose užsandarintas gyvsidabris.

Vaistas

Dėl didelio toksiškumo gyvsidabris dabar praktiškai nenaudojamas medicininiuose preparatuose, išskyrus galbūt termometrą, kuriame yra apie 2 gramus šio metalo. Gyvsidabris taip pat gali veikti kaip vakcinų konservantas. Tačiau aštuntajame dešimtmetyje gyvsidabris buvo lengvai naudojamas medicinoje. Pavyzdžiui, gyvsidabrio jonų turintis mercusalis veikė kaip stiprus diuretikas, gyvsidabrio chloridas buvo naudojamas kaip vidurius laisvinanti priemonė, o gyvsidabrio cianidas buvo antiseptikų ir tepalų dalis. Sidabro amalgama, sudaryta iš gyvsidabrio, neseniai buvo naudojama odontologijoje kaip plombinė medžiaga. Keliautojas Francois Bernier (1620-1688) lankydamasis Indijoje pastebėjo, kad vietiniai jogai gyvena stebėtinai ilgai – iki 200 metų. Bernier rašė, kad jogai geria gėrimą, kuriame yra gyvsidabrio ir sieros. Jogai patvirtino, kad keli šio vaisto lašai per dieną padeda palaikyti gerą kūno formą, bet svarbiausia – prisideda prie ilgaamžiškumo. Taip pat žinoma, kad senovėje kinai gamino „nemirtingumo piliules“ gyvsidabrio pagrindu.

Gydymo auka

Ekshumuodami Ivano Rūsčiojo kūną, mokslininkai nustatė, kad gyvsidabrio kiekis karaliaus kūne buvo 5 kartus didesnis už leistinus standartus. Yra žinoma, kad gyvsidabris Rusijoje buvo naudojamas sifiliui gydyti XV–XVI a. Kai kurie tyrinėtojai teigė, kad Ivanas Rūstusis, kuris sirgo šia pavojinga liga, buvo gydomas „skystu sidabru“. N.M. Karamzinas rašė, kad caras „taip pasikeitė, kad jo buvo neįmanoma atpažinti: jo veide buvo pavaizduotas niūrus žiaurumas, iškreipti visi jo bruožai, išblyškęs žvilgsnis, ant galvos ir barzdos neliko beveik nė vieno plauko“. Staigus plaukų slinkimas yra vienas iš akivaizdžių apsinuodijimo gyvsidabriu požymių, kaip ir karalių kankinę epilepsijos priepuoliai. Anot šiuolaikinių ekspertų, apsinuodijimas gyvsidabriu yra Ivano Rūsčiojo mirties priežastis.

"Merkurijaus" žuvis

Yra žinoma, kad gyvsidabrio yra jūros vandenyje. Neseniai buvo nustatyta, kad mažos žuvys gali kaupti šią medžiagą. Tuo pačiu metu plėšrūnai, tiek žuvys, tiek paukščiai, medžiojantys mažas žuveles, gali išlaikyti gyvsidabrį savo kūne dar didesnėmis koncentracijomis. Pavyzdžiui, jei silkėje yra 0,01 ppm gyvsidabrio, tai ryklio rodiklis yra didesnis nei 1 ppm. Amerikiečių mokslininkai, tyrę žuvyje gyvsidabrio kiekį, šią medžiagą rado kiekvienoje žuvyje! Tuo pačiu metu 25 % žuvų gyvsidabrio lygis viršija leistiną normą. Tunui ir omarams gresia pavojus. Aplinkosaugininkai jau pradėjo skambėti pavojaus varpais, perspėdami apie žuvies ir kitų jūros gėrybių valgymo pavojų, tačiau žvejybos įmonės dėl akivaizdžių priežasčių tai vadina „siaubo istorijomis“.

Nuodingas, bet ne visada pavojingas

„Kuo daugiau tiriame gyvsidabrį, tuo jis tampa toksiškesnis“, – sako Davidas Eversas iš Biologinės įvairovės instituto. „Grėsmė dėl gyvsidabrio pėdsakų yra didesnė, nei manyta anksčiau. Iš tiesų, žmonės anksčiau aiškiai neįvertino toksinių gyvsidabrio savybių. Pavyzdžiui, tai buvo dalis veltinio, iš kurio buvo gaminamos skrybėlės. Tie, kurie nešiojo skrybėles, palaipsniui kenkė savo sveikatai, kaupdami organizme toksines medžiagas. Dar daugiau buvo apsinuodijusi kepurių gamybos metu – posakis „senojo kepurininko liga“ tai aiškiai parodo. Šiandien nuo gyvsidabrio apsinuodijimo pirmiausia kenčia tie, kurie gyvena žvejodami ir aktyviai valgo žuvį (terminis apdorojimas, kaip žinoma, nepašalina gyvsidabrio iš maisto). Nemažai tokių žmonių gyvena Kanadoje, Brazilijoje, Kolumbijoje ir Kinijoje. Pagal statistiką, vidutiniškai 8 vaikai iš tūkstančio iš pavojingo regiono turi lėtinių sutrikimų, pasireiškiančių susilpnėjusia atmintimi ir protiniu atsilikimu. Tačiau apsinuodijimo gyvsidabrio garais pavojus, kai kurių ekspertų nuomone, yra labai perdėtas, nes gyvsidabrio garų tankio riba yra daug mažesnė nei oro, todėl jų koncentracija pavojingame lygyje įmanoma tik naudojant didelį šios medžiagos kiekį. Skystas gyvsidabris nėra toks pavojingas. Jei iš termometro prarysite metalinius gyvsidabrio rutuliukus, jie praeis per visą žarnyną nepadarydami žalos. Tai paaiškinama gyvsidabrio konsistencija, kurios virškinimo traktas nepajėgia pasisavinti.

Draudžiama transportuoti!

Įdomu tai, kad gyvsidabrį draudžiama gabenti lėktuvuose, bet ne todėl, kad juo gali apsinuodyti keleiviai ir įgulos nariai. Gyvsidabris, patekęs ant aliuminio lydinių, suardo paviršinę aliuminio oksido plėvelę, be kurios metalas tampa trapus ir greitai suyra ore. Ši problema buvo aktuali aviacijai aštuntajame dešimtmetyje. Lėktuvai, kurių lėktuve nutekėjo daug gyvsidabrio, buvo nebetinkami eksploatuoti. Priklausomai nuo žalos laipsnio, jie buvo arba siunčiami kapitaliniam remontui, arba visiškai nurašyti.